模块模块 城市轨道交通车辆辅助系统的城市轨道交通车辆辅助系统的构造与检修构造与检修 任务任务4.1 认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络任务任务4.2 认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路任务任务4.3 辅助逆变器的构造与检修辅助逆变器的构造与检修 返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络4.1.1辅助系统的供电网络辅助系统的供电网络以上海地铁以上海地铁 型列车为例，型列车为例，电动列车辅助系统的供电网络主电动列车辅助系统的供电网络主要有：要有：辅助逆变器、蓄电池、低压总线、控制器、断路器、继电器、辅助逆变器、蓄电池、低压总线、控制器、断路器、继电器、接触器等接触器等直流高压电的传输直流高压电的传输辅助系统由辅助系统由 接触网供电，接触网供电，经受电弓传输到列车总经受电弓传输到列车总线，线，网电压正常的情况下，网电压正常的情况下，受电弓将高压直流电通过列车总线受电弓将高压直流电通过列车总线同时传输给各节车的辅助逆变器各节车的辅助逆变器处于并联工作同时传输给各节车的辅助逆变器各节车的辅助逆变器处于并联工作状态，状态，这样即使只有一只受电弓工作，这样即使只有一只受电弓工作，所有逆变器也都能正常工作。
所有逆变器也都能正常工作下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络每个辅助逆变器是由接触网提供的每个辅助逆变器是由接触网提供的 供电为了避免供电为了避免逆变器在不正常情况下工作，逆变器在不正常情况下工作，网电压小于网电压小于 的的情况下，情况下，此时逆变器将停止工作，此时逆变器将停止工作，如线网电压上升至大于如线网电压上升至大于 并持续并持续 以上，以上，逆变器则重新启动工作逆变器则重新启动工作当电动列车在检修时需做某些测试工作，当电动列车在检修时需做某些测试工作，如空调试验等，如空调试验等，考虑到工考虑到工作时的人身安全，作时的人身安全，此时此时 接触网断电，接触网断电，采用车间外采用车间外接电源供电车间外接电源只有在受电弓落弓条件下才能接通负载而接电源供电车间外接电源只有在受电弓落弓条件下才能接通负载而得电它们之间的联锁由所有受电弓落弓继电器完成，得电它们之间的联锁由所有受电弓落弓继电器完成，或由高压电源或由高压电源开关来选择电源（受电弓或车间电源插座）开关来选择电源（受电弓或车间电源插座）上一页 下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络如如图图 所示，所示，受电弓供电接触器与车间电源供电接触器的电源受电弓供电接触器与车间电源供电接触器的电源互相联锁，互相联锁，在受电弓升弓情况下，在受电弓升弓情况下，和和 闭合，闭合，受电受电弓供电接触器得电吸合，弓供电接触器得电吸合，接触网接触网 直流电通过直流电通过图图 中的受电弓供电接触器动触头送到各台逆变器上。
当列车在静调线静中的受电弓供电接触器动触头送到各台逆变器上当列车在静调线静调时，调时，接触网就要断电，接触网就要断电，受电弓落弓，受电弓落弓，此时此时图图 中的中的 闭合，闭合，车间外接电源接上后，车间外接电源接上后，车间电源短接线处相连，车间电源短接线处相连，电源供电接电源供电接触器吸合，触器吸合，直流电送到各台逆变器上交流电源为直流电送到各台逆变器上交流电源为、三相、三相、，有电隔离的交流中压，有电隔离的交流中压，为下列设备提供电为下列设备提供电源：源：电动机电动机空气压缩机单元空气压缩机单元客室和驾驶室空调客室和驾驶室空调上一页 下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络牵引设备的通风设备牵引设备的通风设备辅助逆变器的通风设备辅助逆变器的通风设备在每个驾驶室和每列车的电气柜中都有一个交流在每个驾驶室和每列车的电气柜中都有一个交流 单相的方便插座，单相的方便插座，为维修人员检测设备提供电源为维修人员检测设备提供电源中压总线（中压总线（）和低压总线（和低压总线（）列车一半的交流负载是由两个交流网络中的一个供电当一个交流网列车一半的交流负载是由两个交流网络中的一个供电。
当一个交流网络发生故障时，络发生故障时，由它提供电源的一些重要交流负载会自动切换至另一由它提供电源的一些重要交流负载会自动切换至另一个交流网络，个交流网络，保证这些交流负载能继续工作（如牵引箱的通风冷却风保证这些交流负载能继续工作（如牵引箱的通风冷却风机等）上一页 下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络蓄电池部件提供紧急电源，蓄电池部件提供紧急电源，每个蓄电池设备以浮充电模式与一个蓄电每个蓄电池设备以浮充电模式与一个蓄电池充电器相连，池充电器相连，列车上的所有蓄电池通过二极管与负载反向隔离，列车上的所有蓄电池通过二极管与负载反向隔离，在失去高压的情况下，在失去高压的情况下，给主要的直流负载、客室通风和紧急照明供电给主要的直流负载、客室通风和紧急照明供电蓄电池蓄电池 网络的电源是由带蓄电池充电设备的网络的电源是由带蓄电池充电设备的 蓄电池充电器蓄电池充电器通过二极管提供的蓄电池充电器内通过二极管提供的蓄电池充电器内 变换器提供蓄电池变换器提供蓄电池充电和充电和 电源蓄电池充电器提供额定的蓄电池充电器提供额定的110 电源，电源，直接供至内部紧急照明，直接供至内部紧急照明，外部照明（包括外部照明（包括 VDC DC 变换器），变换器），其他驾驶室设备，其他驾驶室设备，控制电子（牵引控制电子（牵引 制动、静止逆变器、车门等），制动、静止逆变器、车门等），蓄电池充电，蓄电池充电，通信系统，通信系统，维护和诊断系统，维护和诊断系统，监测监测 控制电路。
控制电路上一页 下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络4.1.2 辅助逆变器的负载辅助逆变器的负载电动列车辅助逆变器系统主要由各节车的逆变器并联组成，电动列车辅助逆变器系统主要由各节车的逆变器并联组成，并向空调并向空调通风、照明、蓄电池充电，通风、照明、蓄电池充电，为设备冷却风机、低压电源供电，为设备冷却风机、低压电源供电，如如图图 所示当某台逆变器发生故障时，当某台逆变器发生故障时，为了保证列车仍能可靠地运行，为了保证列车仍能可靠地运行，在负载在负载分配上采取了以下措施：分配上采取了以下措施：将整列车的辅助逆变器按其负载的性质分成将整列车的辅助逆变器按其负载的性质分成两组供电系统一组供电系统为整列车的空调提供电源这组供电系两组供电系统一组供电系统为整列车的空调提供电源这组供电系统由整列车中的几台辅助逆变器并联组成，统由整列车中的几台辅助逆变器并联组成，分别提供本单元每节车辆分别提供本单元每节车辆一台通风空调（每节车有两台通风空调系统）一台通风空调（每节车有两台通风空调系统）的电源上一页 下一页返回任务任务.认识辅助系统供电网络认识辅助系统供电网络这样当一台逆变器发生故障时，能保证在每一节车辆上有一台通风空这样当一台逆变器发生故障时，能保证在每一节车辆上有一台通风空调系统够得电工作。
另一组供电系统由存余的几台辅助逆变器组成调系统够得电工作另一组供电系统由存余的几台辅助逆变器组成它为整列车的下列设备提供电源：它为整列车的下列设备提供电源：内部照明、外部照明、驾驶室设备内部照明、外部照明、驾驶室设备（除空调）、控制电子、蓄电池、通信系统、维护及诊断系统、监控（除空调）、控制电子、蓄电池、通信系统、维护及诊断系统、监控控制回路、列车自动控制、主要电气设备冷却通风控制回路、列车自动控制、主要电气设备冷却通风在正常工作状态时，在正常工作状态时，该组供电系统内的两台辅助逆变器各负担全列车该组供电系统内的两台辅助逆变器各负担全列车一半主要电气设备的冷却通风负载当有一台辅助逆变器发生故障后，一半主要电气设备的冷却通风负载当有一台辅助逆变器发生故障后，该逆变器所承担的负载自动切换至另一台逆变器承担，该逆变器所承担的负载自动切换至另一台逆变器承担，以保证整列电以保证整列电动列车主要电气设备的冷却通风正常工作动列车主要电气设备的冷却通风正常工作上一页返回任务任务4.2认识轨道交通车辆常用辅助逆认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路变器电路4.2.1辅助逆变器的主要部件辅助逆变器的主要部件辅助逆变器的主要部件是大功率半导体开关器件。
早期的直流传动地辅助逆变器的主要部件是大功率半导体开关器件早期的直流传动地铁车辆中，铁车辆中，逆变器采用大功率门极可关断晶闸管逆变器采用大功率门极可关断晶闸管 器件，器件，如地如地铁铁 型列车使用型列车使用4500600 的器件随着技术的器件随着技术的进步，的进步，大功率的绝缘栅双极晶体管大功率的绝缘栅双极晶体管 及智能型功率模块及智能型功率模块 问世新建的地铁或轻轨动车大都使用问世新建的地铁或轻轨动车大都使用 器件门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管门极可关断晶闸管 是一种通过门极来控制器件导通和关断的电是一种通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件力半导体器件耐高压、耐浪涌能力强，耐高压、耐浪涌能力强，价格便宜，价格便宜，同时又同时又具有自关断能力，具有自关断能力，无须辅助关断电路的优点无须辅助关断电路的优点下一页返回任务任务4.2认识轨道交通车辆常用辅助逆认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路变器电路目前目前 的生产水平已达到的生产水平已达到6000、6000、其研制水平可达到制水平可达到9000、8000广泛应用于电力机车的逆广泛应用于电力机车的逆变器和大功率直流斩波调速等领域。
变器和大功率直流斩波调速等领域绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管（）绝缘栅双极晶体管（）是是 世纪世纪 年代出现的新型复年代出现的新型复合器件，合器件，将将 和和 的优点集于一身，的优点集于一身，既具有输入阻既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的特点，抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动电路简单的特点，又有通态电又有通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，压低、耐压高和承受电流大等优点，因此发展很快因此发展很快目前，目前，的研制水平可达到的研制水平可达到4500、2500未未来的发展趋势是高电压、低损耗，来的发展趋势是高电压、低损耗，并趋向于将控制和数控逻辑集成于并趋向于将控制和数控逻辑集成于一体，一体，将散热器也引入功率模块将散热器也引入功率模块上一页 下一页返回任务任务4.2认识轨道交通车辆常用辅助逆认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路变器电路.智能型功率模块智能型功率模块智能型功率模块智能型功率模块 是是 智能化功率模块，智能化功率模块，将将 芯芯片、驱动电路、保护电路和限位电路等封装在一个模块内，片、驱动电路、保护电路和限位电路等封装在一个模块内，不但便于不但便于使用，使用，而且大大有利于装置的小型化、高性能化和高频化。
而且大大有利于装置的小型化、高性能化和高频化设有过流和短路保护、欠电压保护，设有过流和短路保护、欠电压保护，当工作不正常时，当工作不正常时，通过通过驱动电路封锁驱动电路封锁 的栅极信号同时发出报警信号过热保护是通的栅极信号同时发出报警信号过热保护是通过设置在过设置在 基板上的热敏器件检测基板上的热敏器件检测 芯片温度，芯片温度，当温升当温升超过报警额定值时，超过报警额定值时，通过驱动电路封锁栅极信号并报警通过驱动电路封锁栅极信号并报警控制系统和控制系统和 的接口一般采用光电耦合器隔离为了防止干扰产的接口一般采用光电耦合器隔离为了防止干扰产生的误动作，生的误动作，模块还设有干扰滤波器模块还设有干扰滤波器上一页 下一页返回任务任务4.2认识轨道交通车辆常用辅助逆认识轨道交通车辆常用辅助逆变器电路变器电路 的容量主要由模块中的的容量主要由模块中的 决定目前决定目前 的电流容的电流容量可达到量可达到，电压有电压有 和和 ，能控能控制制 的电动机由于的电动机。